工业工程方法研究.docx
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工业工程方法研究
方法研究
第一节方法研究的目的、意义和特点
一、方法研究的定义
方法是人们进行工作和生活所运用的整体手段的组成部分，不论在工厂、工作单位和学校，人们都要使用方法来完成自己要做的任何事情。
方法研究的定义：
对现有的或拟议的工作（加工、装配、制造、操作等）方法进行系统的记录和严格的考查，作为开发和应用更容易、更有效的工作方法，以及降低成本的一种手段。
二、方法研究的目的
（1）改进工艺和程序
（2）改进工厂、车间和工作场所的平面布置；
（3）改进整个工厂和设备的设计；
（4）经济地使用人力，减少不必要的疲劳；
（5）改进物料、机器和人力的利用，提高生产率；
（6）改善实际工作环境，实现文明生产；
（7）降低劳动强度。
三、方法研究的特点
1、求新意识
永不自满，永无止境的求新意识是方法研究的一个显著特点，不以现行的工作方法为满足，力图改进，不断创新。
2、方法研究的指导思想——挖掘企业内部潜力
力求在不投资或少投资的情况下，获得大的经济效益。
着眼于企业内部挖潜。
3、方法研究的着眼点——系统整体优化
方法研究首先着眼于整个工作系统、生产系统的整体优化（程序分析），然后再深入地解决局部问题（操作分析），再进而解决微观问题（动作分析），从而达到系统整体优化的目的。
第二节方法研究的内容
1、程序分析
程序分析的主要目的是：
（1）取消不必要的程序；
（2）合并一些过于细分或重复的工作；
（3）改变部分操作程序，以避免重复；
（4）调整布局，以节省搬运；
（5）重排和简化剩余的程序，重新组织一个效率内更高的程序。
2、操作分析
研究分析以人为主体的工序，使操作者、操作对象、操作工具三者科学地组织、合理的布局和安排，以减轻工人的劳动强度，减少作业时间的消耗，使工作质量得到保证。
3、动作分析
研究分析人在进行各种操作时的身体动作，以排除多余动作、减轻疲劳，使操作简便有效，从而制定出最佳的动作程序。
第三节工作研究的实施程序
将复杂的问题逐步地加以剖析，以寻求解决。
实施工作研究工有如下8个步骤：
一、选择所要研究的工作和工艺
选择某项作业进行工作研究时，必须考虑以下因素：
1）经济因素；2）技术因素；3）人的因素；
工作研究的一般选择范围
作业类型
例子
记录技术
整个制造过程
原材料→产品发运
工艺程序图
流程程序图
线路图
工厂平面布置
零件在工序间的移动
工艺程序图
流程程序图
线路图
物料搬运
物料进出仓
流程程序图、线路图
工人在工作时的动作
短循环重复工作
动作分析，人机程序图
二、观察现行方法，记录全部事实
最常用的记录技术是图表法和图解法。
1、表示工艺过程的图表——工艺程序图；流程程序图；双手操作图。
2、利用时间坐标的图表——人机程序图；联合作业分析图。
3、表示活动的图解——线路图、线图等。
三、严格分析所记录的事实
考查记录的内容包括：
事情的目的、发生的地点、完成的顺序、当事人、采用的方法等。
采用的方法：
采用5W1H进行提问，发现问题之所在，然后按照取消（ELIMINATE）、合并（COMBINE）、重排（REARRANGE）、简化（SIMPLE）——ECRS原则来建立最经济的新方法。
四、制定最经济的方法
五、评选新方案
判断最佳方案时要考虑的因素：
1）经济性
2）安全与管理
3）有关单位的协作配合
六、计算标准作业时间
七、建立新方法
1、写报告书
1）两种方法生产过程的比较
2）两种方法费用上的比较
3）全体工作人员对新方案所持的态度。
4）新方案的工作标准以及工作的时间标准。
2、工作标准包括：
制品的标准
原材料的标准化
机器设备和工具标准化
工作环境标准化
动作标准化
作业指导书
3、工作的时间标准
包括：
人员或机器的每日工作量；
单位零件或产品的标准时间；
工厂生产量一定时，完成生产任务所需要的人数。
八、实施与维持新方案
程序分析
第一节图表技术
程序分析为工作研究的开端，操作分析是对某工序作进一步分析，动作分析则是更细微的分析。
一、程序分析符号
各种工作程序一般由5种基本活动构成，加工、检查、运输、贮存和等待，为了清楚地表示任何工作程序，美国机械工程师学会规定了5种符号来表示这5种基本活动。
1、○——表示操作。
为工艺过程、方法或工作程序中的主要步骤。
2、→——表示搬运、运输。
表示工人、物料或设备从一处向另一处移动。
3、□——表示检验。
是指应用某种方法，对原材料、零件或半成品、成品的特性和数量进行测量，将测量的结果与标准相比较，来判断是否合格。
4、D——表示等待或暂存。
为事情进行中的等待。
5、——表示受控制的贮存。
物料在某种授权的方式下存入仓库或从仓库发放或为了控制目的而保存货品。
6、——这是在原来5种符号基础上派生出来的，表示同一时间或同一工作场所由同一人执行着加工与检查的工作。
二、程序分析技巧
分析时的技巧包括以下几点：
1、分析时的六大提问
提问技术称5W1H技术，WHAT——完成了什么？
WHERE——何处做？
WHEN——何时做？
WHO——由谁做？
HOW——如何做？
WHY——为什么这样做？
2、分析时的“ECRS”四大原则
（1）取消（Eliminate）。
（2）合并（Combine）。
（3）重排（Rearrange）。
（4）简化（Simple）。
3、分析时的五个方面
（1）操作分析。
（2）搬运分析。
（3）检验分析。
（4）贮存分析。
（5）等待分析。
4、程序分析时的动作经济原则
动作经济原则在程序分析时有极大的作用，应根据动作经济原则建立新方法并不断加以应用。
5、程序分析的六大步骤
（1）选择：
选择所需研究的工作
（2）记录：
用程序分析的有关图表对现行的方法全面记录。
（3）分析：
用“5W1H”提问技术，对记录的事实进行逐项提问，并根据“ECRS”四大原则，对有关程序进行取消、合并、重排和简化。
（4）建立：
在以上基础上，建立最实用最经济合理的新方法。
（5）实施：
采取措施使此方法得以实现。
（6）维持：
坚持规范及经常性的检查，维持该标准方法不变。
三、程序分析的种类及图表技术的应用
1、程序分析的种类
（1）工艺程序分析——工艺程序图
（2）流程程序分析——流程程序图
（3）布置与路线分析——线路图或线图
2、程序分析的技巧
（1）一个不忘：
不忘动作经济原则；
（2）四大原则：
取消、合并、重排、简化；
（3）5各方面：
操作、运输、贮存、检验、等待；
（4）5W1H技术：
对目的、方法、人物、时间、地点进行提问。
第二节工艺程序分析
一、工艺程序分析的意义和内容
1、工艺程序分析的意义
工艺程序分析是对现场的宏观分析，把整个生产系统作为分析对象，分析的目的是改善整个生产过程中不合理的工艺内容、工艺方法、工艺程序和作业现场的空间配置，通过严格的考查与分析，设计出最经济合理、最优化的工艺方法、工艺程序、空间配置。
进行工艺程序分析是采用工艺程序图和流程程序图。
2、工艺程序图的内容
（1）含有工艺程序的全面概况及各工序之间的相互联系，并根据工艺顺序编制，且标明所需时间。
（2）工艺程序图能清晰地表明各种材料及零件的投入，因此可作为制定采购计划的依据。
（3）工艺程序图还包含各种生产过程的机器设备、工作范围、所需时间及顺序。
工艺程序图在进行程序分析时可提供：
1）各种操作及检验的内容及生产线工位的设置；
2）原材料的规格及零件的加工要求；
3）制造程序及工艺布置的大概轮廓；
二、工艺程序图的构成
工艺程序图的作图规则：
1）工艺程序图由表头、图形和统计三部分组成，表头的格式和内容根据工序分析的任务而定。
通常有工作物名称、方法（现行或改进）、本表之编号、研究者、审核者、日期等。
2）整个生产过程的工序流程用垂线表示，材料、零件（自制、外购）的进入用水平线表示，两线中途不能相交，否则应用半圆弧表示避开。
3）以主要零件作为工艺程序图的主要垂直线，画在最右边，其余零件按其在主要零件上的装配顺序，自右向左依次排列。
4）水平引入线上应填写材料或零件的名称、规格、型号。
5）各种加工符号之间用竖直短线连接，在加工和检查符号的右边填写加工或检查内容，在符号的左边记录所需要的时间。
6）按实际加工装配的先后顺序，将加工和检查的符号分别编号，由1编起，由上至下，由右至左，遇有水平线即转入下一个零件连续编号，编号写在符号内。
例5-1如图所示的一个组件，该组件由轴、齿轮、套筒、键四种零件组成，绘制这个组件的工艺程序图。
工艺程序图表头
工作物名称
传动轴组件
方法：
现行
内容
次数
时间
编号：
01
加工
21
研究者：
日期：
检查
3
审核者：
日期：
合计
24
传动轴组件的工艺程序图
例2：
绘制电视机及遥控器装箱的工艺程序图
例3绘制一开关转子的加工、装配的工艺程序图。
右图为开关转子装配图。
其由轴1、停挡2及模压塑料体3组成。
加工装配工艺如下：
轴材料为钢棒料，直径10mm。
操作1：
在转塔车床上车端面、肩面并切断（0．025h）。
操作2；在同一车床上车另一端面（0．010h）。
此操作后，工件送去检查。
检查1：
检查尺寸和表面粗糙度（不计算时间）。
然后将工件从检查处送铣床。
操作3：
在卧式铣床上跨铣端部的4个平面（0．070h）。
将工件送往钳工台。
操作4：
在钳工台去毛刺（0．020h）。
工件送回检查处。
检查2：
机械加工的最终检查（不规定时间）。
工件送往电镀车间。
操作5；去除油污（0．0015h）。
操作6：
镀镉（0．008h）。
工件送回检查处。
检查3：
最终检查（不规定时间）。
（注：
由于检查员是计时工作的，因此检查不需专门规定时间）。
模压塑料体体上已有与纵、横线同心的孔。
操作7：
在转塔车床上车两边，镗孔并铰至尺寸（0．080h）。
操作8：
在双轴台钻上钻横孔（放停档用）并去毛刺（0．022h）。
送检查处。
检查4：
检查最终尺寸与表面粗糙度（不规定时间）。
然后送至零件轴处。
操作9：
把模压体装入轴的小端（0．020h）。
停档由直径为5mm的圆钢制成。
操作10：
在转塔车床上车出柄部，倒角并切断（0．025h）。
操作11：
在砂轮机上去除尖头（0。
005h）。
送检查处。
检查5：
检查尺寸与表面粗糙度。
送电镀车间。
操作12：
去除油污（0．0015h）。
操作13；镀镉（0．006h）。
送检查处。
检查6：
最终检查（不规定时间），检查合格后，送往成品零件部等装配。
操作14：
将停档装入模压体（装配件），轻轻铆合，使其固定在位置上（0．045h）。
检查7：
最终检查完成的部件（不规定时间），然后送成品零件库。
工艺程序图
还有一种结构，如有很多工作，需要分成几部分分别处理，此时由一个主要程序分成几个分程序，通常是将主要的分程序置于最右边一行，其余的依其重要性，自右向左依次排列。
如电拖车检查及维修工艺程序图（下图）。
在操作中可能出现重复动作，可按下列方法记录：
第三节流程程序分析
一、流程程序图意义和内容
1、流程程序分析的定义
流程程序分析是以产品或零件的加工制造全过程为对象，运用程序分析的方法和工具，把整个工艺流程划分为加工、检查、搬运、等待和贮存等五种状态加以记录和分析的一种方法。
流程程序分析与工艺程序分析相似，都属于对工作现场的宏观分析，但它比工艺程序分析更具体、内容更详细。
2、流程程序分析的特征
1）由于它比工艺程序分析更具体、更详细，因此它常常是对每一主要零件的加工制造全过程做单独研究。
2）特别用于分析搬运距离、等待、贮藏等隐蔽成本的浪费。
3）借助于各式流程程序图进行记录和分析。
3、流程程序图
（1）流程程序图的特征
流程程序图由加工、检查、搬运、等待和贮存五种符号构成。
此图比工艺流程图详尽而复杂，因而常对装配总成的每一主要零件单独作图，这意味着流程程序图通常是一条单线。
（2）流程程序图的作用
1）它记录的是一种产品或一项材料在作业过程中发生的加工、检查、搬运、等待和贮存等项活动，比工艺程序图详细，包括生产过程的全部工作内容，故用来对生产过程进行详细的程序分析。
2）获得生产流程和设备、方法、时间等方面的资料，确定恰当的生产计划。
3）这种程序图适用于对物料搬运、工厂布置、等待时间等各项问题的研究，是改进工作方法的有用工具。
4）不论工作研究过程中运用何种技术，流程程序图总是必经的一步，它是最基本的也是应用最普遍的一种工具。
（3）流程程序图的分类
1）材料或产品流程程序图（物料型）：
记录生产过程中材料或零件被处理的步骤；
2）人员流程程序图（人型）：
记录工作人员在生产过程中的一连串活动。
（4）流程程序图的作图规则
1）流程程序图由表头、图形和统计三大部分组成。
2）表头部分则应有工作名称、工作部别、方法（现行或改进）、编号、开始状态、结束状态、研究者、审核者、日期等。
流程程序图与工艺程序图的构成极为相似，其差别仅为加入了“搬运、贮存、暂存”三种符号，在时间之外加上搬运的距离。
二、流程程序图的绘制
例1、物流型流程程序图
一张电影票自出售、使用至回收止，期间经过许多人之手，试用流程图表示之。
工作任务：
电影票的发售、使用及回收。
开始：
票放置票房之票架上。
结束：
票被收回。
例2、人型流程图
仓库发料员发料
工作任务：
仓库发料员发料。
开始：
发料员坐在工作台旁。
结束：
发料员发完料坐到工作台旁。
在实际工作中一般使用事先设计好的流程程序图表，
绘制时须注意以下事项：
1）图表上记录的内容必须是直接观察所得；
2）图表应提供尽可能全面的信息，所有的图表都应具备有关信息的的表头
例3在标准表格上绘制用一型材制作L型零件的流程程序图。
例4人型或物型流程程序图的选择
工作：
在做积木的木板上画一标准的积木形状，以便锯成积木。
开始：
木板放在工作台上。
结束：
木板送至锯处
物型流程程序图
人型流程程序图
三、流程程序图的实例分析
1、对流程程序图的分析同样按程序分析的5方面进行：
1）操作分析；2）搬运分析；3）检验分析；4）贮存分析；5）等待分析。
1、对流程程序图的分析同样按程序分析的5方面进行：
操作分析；2）搬运分析；3）检验分析；4）贮存分析；5）等待分析。
实例一、某厂生产耐火砖，工艺布局、工艺流程和主要生产设备都很落后，机械化程度较低，特别是耐火砖的装卸发出作业，几十年来一直是散装发运，靠工人一块一块地从砖垛装到手推车上倒运到火车上，在车箱里重新码成垛以后再发往用户。
主要问题：
破损率高达11%且劳动强度大。
为解决以上问题，按照方法研究的步骤进行。
1、选择
以耐火砖出窑——用户现场整个流程作为研究改进对象。
2、记录
采用流程程序图记录耐火砖出窑——用户现场的流程程序。
步骤
情况
工作说明
改善
步骤
情况
工作说明
加工
搬运
检查
等待
贮存
取消
合并
重排
简化
加工
搬运
检查
等待
贮存
1
●
□
D
出窑
●
□
D
出窑
2
●
□
D
装斗车
●
■
D
检选、包装
3
○
□
D
叉车运输
○
□
D
叉车运输
4
○
■
D
检选
●
□
D
吊（叉）车落垛
5
●
□
D
落垛
○
■
D
数量检查
6
○
■
D
外型检查
○
■
D
理化指标检查
7
○
■
D
数量检查
○
□
D
吊（叉）车拆垛运输
8
○
■
D
理化指标检查
●
□
D
吊车装车
9
●
□
D
人力拆垛
○
□
D
发出
10
●
□
D
人力装手推车
○
□
D
11
○
□
D
人力运输
○
□
D
火车运输
12
●
□
D
人力卸车
●
□
D
吊车卸车
13
●
□
D
人力装火车
●
□
D
吊（叉）车落垛
14
○
■
D
质量检查
●
□
D
吊（叉）车拆垛
15
○
□
D
发出
○
□
D
吊（叉）车运输
○
□
D
各用户作业程序
●
□
D
开始使用
16
○
□
D
火车运输
○
□
D
17
●
□
D
人力卸车
○
□
D
18
●
□
D
人力装斗车
○
□
D
19
○
□
D
各种方式运输
○
□
D
20
●
□
D
人力落垛
○
□
D
21
○
■
D
质量检查
○
□
D
22
●
□
D
人力拆垛
○
□
D
23
●
□
D
人力装斗车
○
□
D
24
○
□
D
运输
○
□
D
25
●
□
D
卸车
○
□
D
26
●
□
D
使用
○
□
D
3、严格分析所记录的全部事实
采用“5W1H”提问技术对现行方法中的26个作业逐一进行提问，发现存在很多问题。
问：
为什么这些破损多？
答：
因为多次重复倒运。
问：
为什么要多次重复倒运？
答：
因为是散装发运。
问：
为什么要采用散装发运？
答：
因为是人工操作。
问：
为什么用人工操作？
答：
因为一开始就是这样。
问：
有无改进的可能性？
答：
有，可用机械设备来搬运。
经过分析、整理、归纳，有以下意见：
1）在出窑现场完成人工检选并落垛包装，将散装发运改为包装发运；
2）将人力搬运改为机械搬运。
然后即可根据程序分析的四大原则，进行取消、合并、重排和简化工作。
4、建立新方法
1）将检选、外形检查和包装三个工序合为一个工序，在窑车旁边完成，改革的目的是使包装耐火砖装卸一步到位。
2）将人力搬运改为吊（叉）车搬运。
3）取消装斗、人力拆垛、人力装手推车、人力卸车、人力装火车。
（破损率可能降到3%以下）。
4）破损率大大降低，质量检查这一工序可取消。
5、实施
新方案经领导批准方可实施，须起草一份建议书，内容如下：
提案人：
***；提案部门：
**；
改进方案的技术经济效益：
1）实行包装后，耐火砖出窑——用户现场的全部作业有原来的26项简化为15项，减少7次以上重复倒运，破损率由11%降低至1%左右。
每年节约耐火砖万吨，价值640万元。
2）改革后除包装前的工序外，全部作业过程均可实现机械化作业，工人的劳动强度大幅度降低。
3）实现机械化作业，装50吨由原来180—240分钟减少到30分钟，作业效率可提高6倍以上。
4）现场作业条件得到改善，发生各种事故的概率将大大降低。
5）有利于加强现场管理和库房管理。
6）实行包装后，耐火砖的途中散失不复存在。
7）实行包装后，质量责任可以落实到人，出厂产品质量可以得到切实保证。
8）提高了车皮的周转率，可缓解车皮不足的矛盾。
操作分析
第一节操作分析的定义与类型
一、操作分析的定义
通过对以人为主的工序的详细研究。
使操作者、操作对象、操作工具三者科学地组合、合理地布置和安排，达到工序结构合理，减轻劳动强度，减少作业的工时消耗，以提高产品的质量和产量为目的而作的分析，称为操作分析；
二、操作分析的类型
根据不同的调查目的，操作分析可分为：
人机操作分析（含闲余能量分析）。
联合操作分析。
双手操作分析。
第二节人机操作分析
一、人机操作分析的意义与目的
在机器的工作过程中，调查、了解在操作周期（加工完—个零件的整个过程称为一个操作周期或周程）内机器操作与工人操作的相互关系，以充分利用机器与工人的能量及平衡操作时间。
利用人机操作图，可将生产过程中工人操作的手动时间和机器的机动时间清楚地表现出来。
二、人机操作图的构成
人机操作图由以下部分构成。
1．以适当的线段的长短代表时间比例。
如1cm代表10min等。
2．在纸上采用适当的间隔分开人与机，作出垂线。
最左方为—工人操作时的动作单元；当工人操作时用实线（或其它方式）表示，空闲用虚线（或其它方法）表示，机器同样；
3．待人与机器的操作时间均已记录之后，在此图的下端将工人与机器的操作时间、空闲时间及每周期人工时数予以统计，供分析时参考。
（如图所示）
三、人机操作程序图的实例分析
为使人的“准备工作”与“拿开工件”同“机器工作”同时进行，根据“ECRS”四大原则中取消空闲与等待时间的分析原则，可采用如图所示的方法。
时间
人
机器
2
准备下一工件
空闲
1
装上工件
被装上工件
4
空闲
加工
1
卸下工件
被卸下工件
2
完成件放箱内
空闲
利用率
60%
60%
时间
人
机器
1
装上工件
被装上工件
2
准备下一工件
加工
2
空闲
1
卸下工件
被卸下工件
2
完成件放箱内
空闲
利用率
75%
75%
时间
人
机器
1
装上工件
被装上工件
2
完成件放箱内
加工
2
准备下一工序
1
卸下工件
被卸下工件
利用率
100%
100%
例1在半自动车床上切削心棒。
此例与上例不同，上例以研究分析及改善如何减少等待或空
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